陶瓷材料基础课件

陶瓷普通陶瓷(传统陶瓷)特种陶瓷(新型陶瓷、技术陶瓷、精细陶瓷）以天然硅酸盐(黏土、石英、长石)为原料,高温烧结而成。以非硅酸盐类化工原料或人工合成原料，如氧化物（氧化铝、氧化锆、氧化钛等）和非氧化物（氮化硅、碳化硼等）制造。陶瓷材料基础陶瓷材料基础陶瓷普通陶瓷特种陶瓷以天然硅酸盐(黏土、石英、长石)以非硅酸陶瓷材料基础课件陶瓷材料基础课件陶瓷材料基础课件陶瓷材料基础课件陶瓷材料基础课件陶瓷材料基础课件陶瓷材料基础课件陶瓷材料基础课件第一节陶瓷材料的结构显微结构显微结构:由晶相、气相、玻璃相构成。unfiredsamplefiredsample第一节陶瓷材料的结构显微结构:由晶相、气相、玻璃largelyunmoltenphases(FlintSiO2)meltingandliquidphasesinteringnewphasescrystallisinginfrozenmeltlargelyunmoltenphasesmelting一、晶相主要组成相，对其物理、化学、机械性能起决定作用。1.晶相的结合键主要是离子键和共价键,大多为混合键。以离子键为主的:Al2O3、MgO、ZrO2。以共价键为主的:SiC、BN。键的性质决定了陶瓷具有高熔点、高化学稳定性、高绝缘性、高脆性。一、晶相陶瓷材料基础课件2.晶相的晶体结构晶相的晶体结构主要是氧化物结构和硅酸盐结构。(1)氧化物结构氧化物结构:氧离子构成晶格主体，金属离子存在于间隙中。面心立方晶格密排六方晶格八面体间隙和四面体间隙2.晶相的晶体结构主要是氧化物结构和硅酸盐结构。(2)硅酸盐结构硅酸盐结构:陶瓷的主要原料。长石:Na2OAl2O36SiO2高岭土:Al2O32SiO2H2O硅氧四面体(SiO4)_(2)硅酸盐结构:陶瓷的主要原料。_硅酸盐的硅酸盐的5种晶体结构种晶体结构:a.岛状结构:孤立存在，金属离子连接。锆石英(ZrSiO4)，电学性能好。石英硅酸盐的5种晶体结构:石英b.组群状结构组群状结构:镁方柱石(Ca2MgSi2O7)b.组群状结构:镁方柱石(Ca2MgSi2O7)C.链状结构链状结构:顽火辉石(Mg2Si2O6)(单链)透闪石(Ca2Mg5Si4O11(OH)(双链)具有某些高分子的特性。C.链状结构:顽火辉石(Mg2Si2O6)(单链)D.层状结构层状结构:滑石(Mg2Si4O10(OH)2)白云母(KAl2AlSi3O10(OH)2)硬度低，可塑性好。层之间以金属离子连接。D.层状结构:滑石(Mg2Si4O10(OH)2)E.架状结构架状结构:石英、钾长石(KSi3AlO3)膨胀率小。E.架状结构:石英、钾长石(KSi3AlO3)石英石英3.同素异构转变同素异构转变87114771713石英磷石英方石英熔融石英16%4.7%5731202200.82%0.2%2.8%石英磷石英方石英3.同素异构转变8714.实际陶瓷晶体缺陷实际陶瓷晶体缺陷点缺陷、线缺陷、面缺陷。缺陷的作用:a.加速烧结扩散的过程;4.实际陶瓷晶体缺陷b.空位影响电学性能;c.位错影响光学、力学、电学性能。陶瓷位错不易运动，因而受力变形小，脆性高。离子晶体可有微量塑性变形，共价晶体位错运动将使材料断裂。晶粒愈细，强度愈高。b.空位影响电学性能;二、玻璃相二、玻璃相来源:原料中的某些晶体物质被烧熔化所致。结构:近程有序，远程无序。作用:粘接，降低烧结温度，抑制晶粒长大，填充空气，增加透光性。二、玻璃相陶瓷材料基础课件陶瓷材料基础课件陶瓷材料基础课件三、气相三、气相定义:陶瓷中的气孔。来源:烧结过程中产生的。作用:对性能有显著影响，降低强度，影响透明性。三、气相 第二节第二节 陶瓷材料性能陶瓷材料性能一、机械性能一、机械性能1.高硬度高硬度第二节陶瓷材料性能陶瓷材料基础课件陶瓷材料基础课件陶瓷材料基础课件2.高弹性模量高弹性模量2.高弹性模量陶瓷材料基础课件3.低抗拉强度和高抗压强度低抗拉强度和高抗压强度4.高温强度和低抗热震性高温强度和低抗热震性3.低抗拉强度和高抗压强度二、物理性能和化学性能二、物理性能和化学性能1.热性能热性能2.熔点高高温强度和高温蠕变抗力。热膨胀率小，热导率低，热容量小。二、物理性能和化学性能2.电性能电性能 绝缘性能好。压电陶瓷:超声换能器、水声换能器、电声换能器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电光器件、引燃引爆装置和压电陀螺等。3.磁性能4.光学性能5.化学性能2.电性能绝缘性能好。三、生物学性能三、生物学性能三、生物学性能陶瓷材料基础课件四、美术性能四、美术性能陶瓷材料基础课件陶瓷材料基础课件金属烤瓷材料金属烤瓷材料金属烤瓷材料铸造陶瓷材料铸造陶瓷材料铸造陶瓷材料陶瓷材料基础课件